金玉善, 刘青春, 陈铁

(长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室(延边大学),吉林延吉133002)

气流式吹扫微注射器萃取技术在人参样品中五氯硝基苯及其代谢产物的GC/MS分析中的应用

金玉善, 刘青春, 陈铁＊

(长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室(延边大学),吉林延吉133002)

为了快速而准确检测人参样品中的五氯硝基苯(PCNB)以及代谢产物五氯苯胺(PCA)和甲基五氯苯硫醚(PCTA),建立了气体吹扫微注射器萃取技术与气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析方法,实现了萃取和净化技术的一体化.本方法对 PCNB、PCA、PCTA的平均加标回收率为79.6%～114%,相对标准偏差为4.6%～8.4%.与传统的索氏提取-浓硫酸净化方法比较,本方法具有快速、简便、重现性好等优点,可大大减少有机溶剂量和样品量,在中草药以及农作物的农残检测中具有良好的应用前景.

气流式吹扫微注射器萃取;五氯硝基苯;五氯苯胺;甲基五氯苯硫醚;人参;气相色谱-质谱

0 引言

人参是我国药学的宝贵遗产,同时也是长白山地区重要的经济农产品.由于人参生长期较长,一般为4～6年,因此人参生长的环境易受到污染.五氯硝基苯是典型的有机氯类保护性杀菌剂,在我国被广泛用于特效植物如人参、银杏等中草药栽培土壤消毒过程中,对丝核菌引起的病害有较好的防效;但其残留期长,且在环境中能代谢成多种有毒代谢物,从而导致人参等中草药植物产品中农药残留量增高,产品质量下降,严重制约了我国中草药的出口贸易[1].目前,国际上人参中的农药残留重点监测对象范围由原来单一的五氯硝基苯扩展到五氯硝基苯及其代谢物五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚[2].人参中有机氯农药的前处理方法主要有索氏提取[3]、浸渍萃取、机械振荡提取[4]、超声波萃取[5]、加速溶剂提取[6]、基质固相分散萃取(Matrix solid phase dispersion,MSPD)等[7].由于人参基质复杂,含有大量皂甙、多肽、甾醇、糖类和130余种挥发性成分[8],因此在分析过程还需要净化,净化法有凝胶色谱法[9]、浓硫酸磺化法等,其中最常用的是浓硫酸磺化法[10].然而,上述前处理方法和净化法存在费时、费力、耗溶剂等缺点.气流式吹扫微注射器萃取(Gas purge microsyringe extraction,GP-MSE)是近几年发展起来的一种环境友好的微液萃取技术,是萃取、净化以及浓缩为一体的集成技术,具有样品用量少(毫克级)、溶剂用量少(微升级)、快速(几分钟)、重复性好等优点[11].本文利用 GP-MSE,建立了一种人参中五氯硝基苯及其代谢产物五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚的同时提取、净化及检测方法.

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

仪器为 GC-MS(2010,日本岛津).试剂有:二氯甲烷、正已烷(色谱纯,加拿大克莱顿公司),硅胶(100～200目),氧化铝(200目,北京西格玛公司),工业无水硫酸钠,玻璃棉.农药标准物(PCNB,PCA,PCTA)、内标物 (2H10-Phenanthrene)购买于美国Supelco公司.

1.2 分析方法

1.2.1 浓硫酸磺化法空白样品,加标后用二氯甲烷超声萃取30min;萃取液经旋转蒸发之后进行浓硫酸处理,过硅胶-氧化铝层析柱净化;收集洗脱液,浓缩,溶剂换为正已烷,定容至1 mL,加入仪器内标物(2H10-Phenanthrene)进行气相色谱质谱联用分析.

1.2.2 GP-MSE方法取0.01 g干燥人参样品放入样品槽中,在微型注射器里用10μL正己烷进行萃取,萃取结束后定容至100μL,加入内标物(2H10-Phenanthrene)进行气相色谱质谱联用分析.

1.3 GP-MSE条件

GP-MSE萃取条件为[11],萃取时间为2 min,氮气流速为1.80 mL/min,萃取溶剂用10μL的正己烷,萃取温度以及冷凝器温度分别为280℃和0℃.

1.4 气相色谱质谱联用分析条件

色谱柱为DB-5石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25μm),载气为氦气,流速为 1.2 mL/min,不分流进样,进样量2μL,进样口温度为280℃,检测器温度为280℃,离子源温度为200℃.色谱柱升温程序:100℃保留1 min,以5℃/m in升至150℃,再以10.0℃/m in升至280℃,保留5min.

2 结果与讨论

2.1 精制方法的比较

浓硫酸磺化法是测定五氯硝基苯的传统的净化方法,但是五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚在浓硫酸溶液中不稳定,因而该方法不能真正反映人参中农药的残留量[10].因此,本研究采用了 GPMSE方法和浓硫酸磺化法对五氯硝基苯、五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚的回收率进行了比较研究.

分别取3份空白样品加入200 ng/g五氯硝基苯、五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚混合标准液,按照1.2方法进行3次平行实验.结果表明:两种方法均对五氯硝基苯和甲基五氯苯硫醚给出较好的回收率(图1),这说明五氯硝基苯和甲基五氯苯硫醚不受酸的影响;浓硫酸磺化法对五氯苯胺的平均回收率为30.9%,GP-MSE法对五氯苯胺的平均回收率为94.5%,相对标准偏差为4.5%(表1),这说明采用 GP-MSE法能准确地检测五氯硝基苯、五氯苯胺以及甲基五氯苯硫醚.

2.2 回收率及方法的精密度

准确称取0.01 g的空白人参干燥样品,放入样品槽中,分别添加入50、200、500 ng/g的五氯硝基苯、五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚混标.利用GP-MSE方法进行3个水平的加标回收率实验,每个水平重复做5次.操作按1.2.2前处理方法进行,利用1.4设定条件进行 GC-MS-SIM模式测定,用内标法定量.利用加标回收率评价方法的准确性,五氯硝基苯、五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚在人参样品中回收率范围分别为:87.1%～114%,79.6%～101.2%和 85.2%～104.4%;相对标准偏差(RSD)分别为:4.6%～7.5%、5.7%～8.1%和6.7%～8.4%.

图1 标准液以及GP-MSE和酸处理样品的 GC-MS-SIM离子图

表1 两种方法测定五氯硝基苯、五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚的平均加标回收率(n=3)

2.3 实际样品的测定

准确称取3份人参干燥样品(样品1,样品2,样品3),按1.2.2处理后,以内标法定量测定,每个样品重复做5次.农药残留量结果见表2.由表2可知,3份样品中都检测到 PCNB和 PCA,而PCTA只在样品3中检测出.人参样品3的 GCMS-SIM离子图见图2.

图2 人参样品3的GC-MS-SIM离子图

表2 样品中3种农药残留量测定结果(n=5)

3 结论

本文以 GP-MSE作为前处理方法,对人参样品中的五氯硝基苯以及代谢产物五氯苯胺和甲基五氯苯硫醚进行了 GC-MS分析.与传统的索氏提取-酸处理方法比较,GP-MSE方法具有简单、快速、有机溶剂用量少、对环境友好等优点,而且对酸不稳定物质也可以准确地定性定量分析.实验结果表明,本方法准确度和精密度均符合我国国家标准的质量控制与保证要求.

[1]Huggett D B,Block D S,Khan IA,et al.Environmental Contaminants in the Botanical Dietary Supp lement Ginseng and Potential Human Risk[J].Human and Ecological Risk Assessment,2000,6(5):767-776.

[2]董丰收,李重九.气相色谱-离子阱串联质谱法测定人参中五氯硝基苯及其代谢产物残留[J].分析化学研究简报,2008,36(12):1716-1720.

[3]Quan L,Li S F,Tian SJ,et al.Determination of Organochlorine Pesticides Residue in Ginseng Root by O rthogonal A rray Design Soxhlet Extraction and Gas Chromatography[J].Chromatographia,2004,59:89-93.

[4]To rres R M,Grosset C,A lary J.Liquid Chromatographic Analysis of Pentachlo ronitrobenzene and its Metabolites in Soils[J].Chromatographia,2000,9(51):526-530.

[5]阎正,封棣,赵亚奎等.固相萃取-毛细管气相色谱法测定中草药及其土壤中多种有机氯农药残留量[J].分析试验室,2005,24(10):8-12.

[6]陈溪,宋文斌,孙玉岭,等.人参样品及制品中多种有机氯农药残留量测定方法的研究[J].现代科学仪器,2007,(3):87-91.

[7]李晶,董丰收,刘新刚,等.基质固相分散萃取-气相色谱法同时检测人参中五氯硝基苯及其代谢物残留[J].农业环境科学学报,2009,28(1):216-220.

[8]董莹.常用中药:人参[J].现代中医药,2007(1):24-27.

[9]梁治齐,陈溥.氟表面活性剂[M].北京:中国轻工业出版社,1998:348.

[10]侯志广,王秀梅等.固相萃取富集-气相色谱法测定人参中的五氯硝基苯及其代谢物[J].农药,2007,46(8):532-534.

[11]Yang Cui,Piao Xiangfan,Qiu Jinxue,et al.Gas Purge Microsyringe Extraction for Quantitative Direct Gas Chromatographic-Mass Spectrometric A-nalysis of Volatile and Semivolatile Chemicals[J].Journal of Chromatography A,2011,1218:1549-1555.

Gas Purge Microsyringe Extraction for GC/MSDeterm ination
of Pentachloronitrobenzene,Pentachloroaniline and Pentachlorothioanisole from the Ginseng Complex Sample

JIN Yu-shan, L IU Qing-chun, CHEN Tie＊
(KeyLaboratoryofNaturalResourcesoftheChangbaiMountain&FunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China)

A gas purge microsyringe extraction(GP-MSE)fo r fast GC-MS determination of pentachlo ronitrobenzene(PCNB)and itsmetabolites pentachlo roaniline(PCA),pentachlo rothioanisole(PCTA)in the ginseng was developed.It integrated extraction and clean up as one step.The average recovery of PCNB,PCA and PCTA in ginseng was 79.6%-114%and relative standard deviation was 4.6%-8.4%.Compared with Soxhelt extraction and concentrated sulfuric acid sulfonation-purification,thismethod is faster,simp ler,has good rep roducibility,and greatly reducing the amount of o rganic solvent and samp le, while application of thismethod fo r measuring other herbs and pesticides residues in crops has a good p rospects.

Gas purgemicrosyringe extraction(GP-MSE);pentachlo ronitrobenzene(PCNB);pentachlo roaniline(PCA);pentachlorothioanisole(PCTA);ginseng;GC-MS

O656.31

A

1004-4353(2011)02-0140-04

2011-05-04

＊通信作者:陈铁(1963—),男,博士,教授,研究方向为有机分析.